OpenGL 绘制流程

044314
OpenGL 绘制流程-猿说编程
glfw + OpenGL 绘制一个三角形并旋转的示例代码
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前言

OpenGL（Open Graphics Library）是一个跨平台的图形编程接口，它提供了一系列函数，可以实现 2D 和 3D 图形的创建、渲染和处理。OpenGL 绘制流程如下：


一.初始化OpenGL环境

/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
//@Blog(个人博客地址): www.codersrc.com
//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/ 
   // 创建窗口和OpenGL上下文
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Window", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        printf("Failed to create GLFW window\n");
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    
    // 初始化GLEW库
    glewExperimental = GL_TRUE;
    if (glewInit() != GLEW_OK)
    {
        printf("Failed to initialize GLEW\n");
        return -1;
    }
/*******************************************************************************************/
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/ 


   // 创建窗口和OpenGL上下文
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Window", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        printf("Failed to create GLFW window\n");
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    
    // 初始化GLEW库
    glewExperimental = GL_TRUE;
    if (glewInit() != GLEW_OK)
    {
        printf("Failed to initialize GLEW\n");
        return -1;
    }
/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
//@Blog(个人博客地址): www.codersrc.com
//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
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/*******************************************************************************************/ 


   // 创建窗口和OpenGL上下文
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Window", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        printf("Failed to create GLFW window\n");
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    
    // 初始化GLEW库
    glewExperimental = GL_TRUE;
    if (glewInit() != GLEW_OK)
    {
        printf("Failed to initialize GLEW\n");
        return -1;
    }

二.定义图形数据

/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
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/*******************************************************************************************/   
  // 定义顶点数组
    GLfloat vertices[] = {
        // 位置              // 颜色
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.0f,  0.5f, 0.0f,   0.0f, 0.0f, 1.0f
    };
    
    // 创建顶点缓冲对象
    GLuint VBO, VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    // 设置顶点属性指针
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
    glEnableVertexAttribArray(1);
/*******************************************************************************************/
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
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  // 定义顶点数组
    GLfloat vertices[] = {
        // 位置              // 颜色
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.0f,  0.5f, 0.0f,   0.0f, 0.0f, 1.0f
    };
    
    // 创建顶点缓冲对象
    GLuint VBO, VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    // 设置顶点属性指针
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
    glEnableVertexAttribArray(1);
/*******************************************************************************************/
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/*******************************************************************************************/   


  // 定义顶点数组
    GLfloat vertices[] = {
        // 位置              // 颜色
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.5f, -0.5f, 0.0f,   0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.0f,  0.5f, 0.0f,   0.0f, 0.0f, 1.0f
    };
    
    // 创建顶点缓冲对象
    GLuint VBO, VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    // 设置顶点属性指针
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 6 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)(3 * sizeof(GLfloat)));
    glEnableVertexAttribArray(1);

三.加载纹理

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   // 加载纹理
    int width, height;
    unsigned char* image = SOIL_load_image("container.jpg", &width, &height, 0, SOIL_LOAD_RGB);
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    SOIL_free_image_data(image);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
/*******************************************************************************************/
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   // 加载纹理
    int width, height;
    unsigned char* image = SOIL_load_image("container.jpg", &width, &height, 0, SOIL_LOAD_RGB);
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    SOIL_free_image_data(image);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/  


   // 加载纹理
    int width, height;
    unsigned char* image = SOIL_load_image("container.jpg", &width, &height, 0, SOIL_LOAD_RGB);
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, image);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    SOIL_free_image_data(image);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

四.编写着色器程序

/*******************************************************************************************/
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/*******************************************************************************************/  
   // 顶点着色器
    const GLchar* vertexSource =
        "#version 330 core\n"
        "layout (location = 0) in vec3 position;\n"
        "layout (location = 1) in vec3 color;\n"
        "layout (location = 2) in vec2 texCoord;\n"
        "out vec3 Color;\n"
        "out vec2 TexCoord;\n"
        "uniform mat4 transform;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    gl_Position = transform * vec4(position, 1.0f);\n"
        "    Color = color;\n"
        "    TexCoord = vec2(texCoord.x, 1.0f - texCoord.y);\n"
        "}\0";
    // 片元着色器
    const GLchar* fragmentSource =
        "#version 330 core\n"
        "in vec3 Color;\n"
        "in vec2 TexCoord;\n"
        "out vec4 outColor;\n"
        "uniform sampler2D ourTexture;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    outColor = texture(ourTexture, TexCoord) * vec4(Color, 1.0f);\n"
        "}\n\0";
    
    // 编译着色器程序
    GLuint vertexShader, fragmentShader;
    vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);
    fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
    // 创建着色器程序并链接
    GLuint shaderProgram;
    shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);
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   // 顶点着色器
    const GLchar* vertexSource =
        "#version 330 core\n"
        "layout (location = 0) in vec3 position;\n"
        "layout (location = 1) in vec3 color;\n"
        "layout (location = 2) in vec2 texCoord;\n"
        "out vec3 Color;\n"
        "out vec2 TexCoord;\n"
        "uniform mat4 transform;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    gl_Position = transform * vec4(position, 1.0f);\n"
        "    Color = color;\n"
        "    TexCoord = vec2(texCoord.x, 1.0f - texCoord.y);\n"
        "}\0";

    // 片元着色器
    const GLchar* fragmentSource =
        "#version 330 core\n"
        "in vec3 Color;\n"
        "in vec2 TexCoord;\n"
        "out vec4 outColor;\n"
        "uniform sampler2D ourTexture;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    outColor = texture(ourTexture, TexCoord) * vec4(Color, 1.0f);\n"
        "}\n\0";
    
    // 编译着色器程序
    GLuint vertexShader, fragmentShader;
    vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);
    fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
    // 创建着色器程序并链接
    GLuint shaderProgram;
    shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);
/*******************************************************************************************/
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   // 顶点着色器
    const GLchar* vertexSource =
        "#version 330 core\n"
        "layout (location = 0) in vec3 position;\n"
        "layout (location = 1) in vec3 color;\n"
        "layout (location = 2) in vec2 texCoord;\n"
        "out vec3 Color;\n"
        "out vec2 TexCoord;\n"
        "uniform mat4 transform;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    gl_Position = transform * vec4(position, 1.0f);\n"
        "    Color = color;\n"
        "    TexCoord = vec2(texCoord.x, 1.0f - texCoord.y);\n"
        "}\0";

    // 片元着色器
    const GLchar* fragmentSource =
        "#version 330 core\n"
        "in vec3 Color;\n"
        "in vec2 TexCoord;\n"
        "out vec4 outColor;\n"
        "uniform sampler2D ourTexture;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "    outColor = texture(ourTexture, TexCoord) * vec4(Color, 1.0f);\n"
        "}\n\0";
    
    // 编译着色器程序
    GLuint vertexShader, fragmentShader;
    vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);
    fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
    // 创建着色器程序并链接
    GLuint shaderProgram;
    shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);

五.绑定顶点数组和着色器程序

/*******************************************************************************************/
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
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/*******************************************************************************************/   
  // 使用着色器程序和顶点数组
    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
/*******************************************************************************************/
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
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/*******************************************************************************************/   


  // 使用着色器程序和顶点数组
    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/   


  // 使用着色器程序和顶点数组
    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

六.执行绘制命令

/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/   
  // 渲染循环
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 清空颜色缓冲区
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 创建变换矩阵
        glm::mat4 transform;
        transform = glm::translate(transform, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f));
        transform = glm::rotate(transform, (GLfloat)glfwGetTime() * 50.0f, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        GLint transformLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "transform");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(transform));
        
        // 绘制图形
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        
        // 交换缓冲区并检查事件
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }
/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@Time:2023/03/11 08:00
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/*******************************************************************************************/   


  // 渲染循环
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 清空颜色缓冲区
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 创建变换矩阵
        glm::mat4 transform;
        transform = glm::translate(transform, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f));
        transform = glm::rotate(transform, (GLfloat)glfwGetTime() * 50.0f, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        GLint transformLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "transform");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(transform));
        
        // 绘制图形
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        
        // 交换缓冲区并检查事件
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }
/*******************************************************************************************/
//@Author:猿说编程
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//@File:OpenGL 绘制流程
//@Time:2023/03/11 08:00
//@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
/*******************************************************************************************/   


  // 渲染循环
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 清空颜色缓冲区
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 创建变换矩阵
        glm::mat4 transform;
        transform = glm::translate(transform, glm::vec3(0.5f, -0.5f, 0.0f));
        transform = glm::rotate(transform, (GLfloat)glfwGetTime() * 50.0f, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
        GLint transformLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "transform");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(transform));
        
        // 绘制图形
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        
        // 交换缓冲区并检查事件
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

七.完整代码

  此处内容已隐藏，请付费后查看

以上是一个 glfw + OpenGL 绘制一个三角形并旋转的示例代码。


八.OpenGL 实战演示

1.Windows OpenGL 色阶调节：源码下载

图片[1]-OpenGL 绘制流程 - 猿说编程

2.Windows OpenGL 图像 lookup 色彩调整：源码下载

图片[2]-OpenGL 绘制流程 - 猿说编程

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